En las aguas que rodean Tenerife vive una notable diversidad de cetáceos, convirtiendo a la isla en uno de los mejores lugares de Europa para el avistamiento de estos animales en libertad. Se han citado casi 30 especies, siendo especialmente importante la presencia de dos especies residentes: el calderón tropical (Globicephala macrorhynchus), que encuentra frente a la costa suroeste de Tenerife condiciones ideales, gracias a la abundancia de su alimento (calamares y otros cefalópodos) en las aguas profundas entre Tenerife y La Gomera, y el delfín mular (Tursiops truncatus), reconocibles por su afición a seguir la estela que dejan los barcos al navegar. De forma regular pueden observarse otras especies en las aguas de la isla, como el delfín listado (Stenella coeruleoalba), el delfín moteado (Stenella frontalis), el rorcual tropical (Balaenoptera brydel) y el cachalote (Phyester macrocephalus). Estacionalmente, se pueden observar algunas especies de hábitos migratorios, como el delfín común de hocico corto (Delphinus delphis), el rorcual común (Balaenoptera physalus) y la falsa orca (Pseudorca crassidens). Otras especies que se han observado muy esporádicamente son el zifio de Cuvier (Ziphius cavirostris), la ballena azul (Balaenoptera musculus), la yubarta (Megaptera noveaeangliae) y la orca (Orcinus orca).

Entre los peces costeros destaca la vieja (Sparisoma cretense), un pez loro de brillantes colores rojizos y verdosos muy común en los fondos rocosos someros, emblemático de Canarias (aunque también presente en Madeira y costa africana). Otras especies típicas de los peces de litoral rocoso incluyen a los sargos (Diplodus spp.), pejeverdes (Thalassoma pavo), fulas (Similiparma lurida), catalufas (Heteropriacanthus fulgens), meros (Epinephelus marginatus), y un largo etcétera. En total, se han registrado centenares de especies de peces alrededor de Tenerife, desde pequeños blénidos endémicos que habitan charcos intermareales hasta grandes pelágicos como túnidos (petos, bonitos, atunes) que migran estacionalmente cerca de la costa. Vale mencionar que algunas especies de peces e invertebrados marinos son exclusivas de la Macaronesia; no obstante, la mayor parte de la fauna marina nativa comparte su distribución con el Atlántico cercano y, en menor medida, con el Mediterráneo.

Por otro lado, los condrictios (tiburones y rayas) merecen una mención especial. Las aguas de Tenerife albergan diversas especies de rayas costeras, como el chucho (Taeniurops grabatus) y la mantelina (Gymnura altavela), que suelen frecuentar fondos arenosos o mixtos; pero sin duda, el mayor tesoro lo constituyen los angelotes (Squatina squatina), unos tiburones aplanados similares a rayas que yacen semi-enterrados en los fondos arenosos. Los angelotes se han extinguido en gran parte de su antigua área de distribución (antes abar­caba desde Noruega y mar del Norte hasta el Mediterráneo y África noroccidental) debido a la pesca intensiva, y actualmente Canarias es el último refugio importante de la especie; la playa de Las Teresitas es uno de los lugares de cría más importantes para esta especie.

Otros habitantes marinos de interés alrededor de la isla incluyen las tortugas marinas. De las cinco especies registradas en Tenerife, la más común es la tortuga boba (Caretta caretta), que utiliza las aguas insulares como zona de alimentación y crecimiento de juveniles (nace en playas distantes como Cabo Verde o Florida, pero muchas jóvenes llegan a Canarias arrastradas por las corrientes). No es raro avistar tortugas bobas nadando cerca de la superficie o alimentándose de medusas y otros invertebrados. También se observan con cierta frecuencia juveniles de tortuga verde (Chelonia mydas), especialmente en enclaves de bahías tranquilas donde abundan las algas de las que se alimentan; y más ocasionalmente, ejemplares de tortuga laúd (Dermochelys coriacea), tortuga carey (Eretmochelys imbricata) o tortuga olivácea (Lepidochelys olivacea), generalmente de paso o divagantes. Todas estas tortugas son especies migratorias, con poblaciones globalmente amenazadas, por lo que su presencia en Tenerife ha motivado campañas de concienciación (p. ej., evitar plásticos en el mar que ellas puedan ingerir) y protocolos de rescate en caso de individuos heridos o desorientados.

Los invertebrados marinos de Tenerife incluyen más de dos millares de especies -desde esponjas filtradoras hasta crustáceos, moluscos y equinodermos-, que se reparten en un mosaico de hábitats que van desde los charcos intermareales a los escarpes abisales del talud insular. Los invertebrados reciclan nutrientes, oxigenan el sedimento, fijan carbono y sustentan a peces, tortugas y cetáceos, convirtiéndose en indicadores inmejorables de la salud ambiental de los fondos marinos de la isla.

En las plataformas intermareales y los roquedos someros abundan moluscos como lapas (Patella spp.) y burgados (Gibbula candei, Phorcus atratus), crustáceos como los llamativos cangrejos moros (Grapsus adscensionis), que se agrupan fuera del agua para tomar el sol, y una gran diversidad de anémonas, esponjas y briozoos, que tapizan grietas y oquedades. En fondos rocosos algo más profundos dominan comunidades de filtradores (esponjas, ascidias) y cnidarios, mientras que en arenas y sebadales se esconden bivalvos, gusanos poliquetos y pequeños crustáceos que airean el sedimento.

Equinodermos como erizos, estrellas y holoturias son especialmente visibles y cumplen un papel fundamental en el equilibrio del paisaje submarino. Según su abundancia pueden favorecer fondos cubiertos de algas o, si se disparan, generar zonas más peladas donde cuesta que la vegetación se recupere. A esa escala, los invertebrados son bioindicadores de la salud costera, pues responden rápido a cambios de temperatura, calidad del agua, presión pesquera y alteraciones del hábitat.